學(xué)習(xí)情境1-建筑電氣工程技術(shù)應(yīng)用a

學(xué)習(xí)情境1建筑電氣工程技術(shù)應(yīng)用a書籍能培養(yǎng)我們的道德情操，給我們巨大的精神力量，鼓舞我們前進(jìn)學(xué)習(xí)情境1建筑電氣工程技術(shù)應(yīng)用a書籍能培養(yǎng)我們的道德情操，1任務(wù)1-1建筑電氣工程認(rèn)識1任務(wù)1-2直流電路應(yīng)用2任務(wù)1-3交流電路應(yīng)用

3任務(wù)1-4電子電路應(yīng)用4學(xué)習(xí)情境1建筑電氣工程技術(shù)應(yīng)用

2任務(wù)1-1建筑電氣工程認(rèn)識1任務(wù)1-2直流電路應(yīng)用2任務(wù)1教學(xué)導(dǎo)航:項(xiàng)目任務(wù)任務(wù)1-1建筑電氣工程認(rèn)識學(xué)時6任務(wù)1-2直流電路應(yīng)用任務(wù)1-3交流電路應(yīng)用任務(wù)1-4電子電路應(yīng)用教學(xué)載體實(shí)訓(xùn)中心、教學(xué)課件及教材相關(guān)內(nèi)容教學(xué)目標(biāo)知識方面掌握建筑電氣工程內(nèi)涵、直流電路、交流電路等基本概念、電路分析方法；熟悉建筑物中直流電流、交流電路在工程實(shí)際中具體應(yīng)用；了解功率因數(shù)的含義及提高功率因數(shù)的方法，了解常用電子元件及電子電路在工程中的應(yīng)用。技能方面能夠正確運(yùn)用直流電路、交流電路分析方法解決工程實(shí)際中具體問題。過程設(shè)計任務(wù)布置及知識引導(dǎo)——分組學(xué)習(xí)、討論和收集資料——學(xué)生編寫報告，制作PPT、集中匯報——教師點(diǎn)評或總結(jié)教學(xué)方法項(xiàng)目教學(xué)法學(xué)習(xí)情境1建筑電氣工程技術(shù)應(yīng)用

3教學(xué)導(dǎo)航:項(xiàng)目任務(wù)任務(wù)1-1建筑電氣工程認(rèn)識學(xué)時6任務(wù)1-2任務(wù)1-1建筑電氣工程認(rèn)識知識分布網(wǎng)絡(luò)

4任務(wù)1-1建筑電氣工程認(rèn)識知識分布網(wǎng)絡(luò)4任務(wù)1-1建筑電氣工程認(rèn)識1.1.1建筑電氣工程的概念

利用電氣技術(shù)、電子技術(shù)及近代先進(jìn)技術(shù)與理論，在建筑物內(nèi)外人為創(chuàng)造并合理保護(hù)理想的環(huán)境，充分發(fā)揮建筑物功能的一切電工、電子設(shè)備的系統(tǒng)，統(tǒng)稱為建筑電氣。包含供配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、防雷接地系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、安防系統(tǒng)，而且對建筑物內(nèi)的給水排水系統(tǒng)、空調(diào)制冷系統(tǒng)、自動消防系統(tǒng)、安防系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、物業(yè)管理系統(tǒng)等實(shí)行最佳控制和最佳管理。

5任務(wù)1-1建筑電氣工程認(rèn)識1.1.1建筑電氣工程的概念任務(wù)1-1建筑電氣工程認(rèn)識1.1.2建筑電氣工程的組成用電（或終端）設(shè)備照明燈具家用電器電動機(jī)探測器監(jiān)控攝像機(jī)傳感器執(zhí)行器配電（或傳輸）線路同軸電纜控制電纜電力電纜雙絞線光纜無線傳輸保護(hù)（或控制）設(shè)備變配電室消防控制室安防控制室樓宇設(shè)備控制室CATV前端控制室各類建筑電氣系統(tǒng)雖然作用各不相同，但它們一般都是由用電（或終端）設(shè)備、配電（或傳輸）線路、保護(hù)（或控制）設(shè)備三大基本部分所組成，如圖1.1所示。6任務(wù)1-1建筑電氣工程認(rèn)識1.1.2建筑電氣工程的組成用電（任務(wù)1－2直流電路應(yīng)用

知識分布網(wǎng)絡(luò)

7任務(wù)1－2直流電路應(yīng)用知識分布網(wǎng)絡(luò)7任務(wù)1－2直流電路應(yīng)用

[任務(wù)背景]:在日常生活和生產(chǎn)中，我們會接觸到各種電氣線路。如照明線路、廠礦企業(yè)的供配電線路、電視機(jī)線路等，這些我們稱之為實(shí)際電路。實(shí)際電路是指由實(shí)際元器件和導(dǎo)線組成的線路，如圖1.2所示（a）手電筒的實(shí)際電路接線圖、(b)為照明實(shí)際電路接線圖。它是由電池（或交流電源）、燈泡、開關(guān)、導(dǎo)線組成。其中電池稱為電源，燈泡稱為負(fù)載，開關(guān)稱控制裝置。（a）手電筒直流電路（b）照明交流電路圖1.2實(shí)際電路接線圖8任務(wù)1－2直流電路應(yīng)用[任務(wù)背景]:在日常生活和生產(chǎn)中，我任務(wù)1－2直流電路應(yīng)用

圖1.3手電筒電路模型電源：是把其他形式的能量轉(zhuǎn)換成電能，并且向電路供應(yīng)電能的裝置，分交流電源和直流電源。負(fù)載：是使用電能的裝置，把電能轉(zhuǎn)換為其他形式的能。輸電導(dǎo)線：是電能的傳輸圖徑，把電能從一個位置傳輸?shù)搅硪粋€位置?？刂蒲b置：控制負(fù)載是否使用電能的裝置。如控制燈亮和滅，電動機(jī)的啟停。

電路模型是指用電路符號代替實(shí)際元器件畫出的圖形，上述手電筒電路模型如圖1.3所示。1.2.1知識準(zhǔn)備1.電路模型9任務(wù)1－2直流電路應(yīng)用圖1.3手電筒電路模型電源：是把其他任務(wù)1－2直流電路應(yīng)用

1.2.1知識準(zhǔn)備表1.1常用電氣元件的圖形及文字符號10任務(wù)1－2直流電路應(yīng)用1.2.1知識準(zhǔn)備表1.1常用電氣任務(wù)1－2直流電路應(yīng)用

圖1.4電路狀態(tài)1.2.1知識準(zhǔn)備2．電路狀態(tài)11任務(wù)1－2直流電路應(yīng)用圖1.4電路狀態(tài)1.2.1知識準(zhǔn)任務(wù)1－2直流電路應(yīng)用

1.2.1知識準(zhǔn)備2．電路狀態(tài)通路：當(dāng)電源與負(fù)載接通，電路中有了電流及能量的輸送和轉(zhuǎn)換，電路的這一狀態(tài)稱為通路。斷路：當(dāng)某一部分電路與電源斷開，該部分電路中沒有電流，亦無能量的輸送和轉(zhuǎn)換，這部分電路所處的狀態(tài)稱為開路。短路：當(dāng)某一部分電路的兩端用電阻可以忽略不計的導(dǎo)線或開關(guān)連接起來，使得該部分電路中的電流全部被導(dǎo)線或開關(guān)所旁路，這一部分電路所處的狀態(tài)稱為短路或短接。12任務(wù)1－2直流電路應(yīng)用1.2.1知識準(zhǔn)備2．電路狀態(tài)通路：任務(wù)1－2直流電路應(yīng)用

1.2.1知識準(zhǔn)備3．電路中的參考方向假設(shè)一個方向作為電路分析和計算時的參考,這些假定的方向稱為參考方向或正方向，參考方向與實(shí)際方向一致，U>0或I>0；參考方向與實(shí)際方向不一致，U<0或I<0。原則上參考方向可任意選擇，但在分析某一個電路元件的電壓與電流的關(guān)系時，為簡化分析需要將它們聯(lián)系起來選擇，這樣設(shè)定的參考方向稱為關(guān)聯(lián)參考方向。如圖1.5所示的電流和電壓參考方向即為關(guān)聯(lián)參考方向。圖1.5電流和電壓關(guān)聯(lián)參考方向13任務(wù)1－2直流電路應(yīng)用1.2.1知識準(zhǔn)備3．電路中的參考方任務(wù)1－2直流電路應(yīng)用

1.2.1知識準(zhǔn)備4．電路的基本物理量電流：單位時間內(nèi)通過電路某一橫截面的電荷［量］稱為電流強(qiáng)度，簡稱電流。單位為安[培]（A）。按照電流的方向和大小可分為兩類，一是方向和大小均不隨時間變化的電流稱為直流電流。另一類是方向和大小都隨時間變化的電流稱為交流電流。電壓：電場力將單位正電荷從電路的某一點(diǎn)移至另一點(diǎn)時所消耗的電能，即轉(zhuǎn)換成非電形態(tài)能量的電能稱為這兩點(diǎn)間的電壓。電壓的方向在內(nèi)電路是由“-”指向“+”，在外電路是由“+”指向“-”。在電路分析中必須對電路和元件中兩點(diǎn)之間的電壓任意假定一個方向?yàn)椤皡⒖挤较颉薄０凑针妷旱姆较蚝痛笮】煞譃閮深?，一是方向和大小均不隨時間變化的電是壓稱為直流電壓。另一類是方向和大小都隨時間變化的電壓稱為交流電壓。電位是指電場力將單位正電荷從電路的某一點(diǎn)移至參考點(diǎn)時所消耗的電能，也就是在移動中轉(zhuǎn)換成非電形態(tài)能量的電能稱為該點(diǎn)的電位。14任務(wù)1－2直流電路應(yīng)用1.2.1知識準(zhǔn)備4．電路的基本物理任務(wù)1－2直流電路應(yīng)用

1.2.1知識準(zhǔn)備4．電路的基本物理量【例1.1】在圖1.7中假定流過電阻R的電流是2A，電阻為6Ω，計算a點(diǎn)的電位是多少？解：設(shè)b點(diǎn)為參考點(diǎn)如圖1.7所示根據(jù)題意可知加在電阻上的電壓U=2×6=12V則a點(diǎn)電位為12V。功率：單位時間內(nèi)所轉(zhuǎn)換的電能稱為電功率，簡稱功率。在電壓和電流關(guān)聯(lián)參考方向下，當(dāng)計算出功率為正，表明元件是消防電能，當(dāng)計算出功率為負(fù)，表明元件是發(fā)出電能。在直流電路中P=UI。圖1.7例1.1圖功率：單位時間內(nèi)所轉(zhuǎn)換的電能稱為電功率，簡稱功率。在電壓和電流關(guān)聯(lián)參考方向下，當(dāng)計算出功率為正，表明元件是消防電能，當(dāng)計算出功率為負(fù)，表明元件是發(fā)出電能。在直流電路中P=UI。電能；在時間t內(nèi)轉(zhuǎn)換的電功率稱為電能。在實(shí)際應(yīng)用中，常用千瓦小時或度表示。在直流電路中電路消耗的電能為：W=Pt。15任務(wù)1－2直流電路應(yīng)用1.2.1知識準(zhǔn)備4．電路的基本物理任務(wù)1－2直流電路應(yīng)用

1.2.1知識準(zhǔn)備5．電壓源和電流源電壓源：是指輸出電壓u是由其本身所確定的定值，與輸出電流和外電路的情況無關(guān)。輸出電流i不是定值，與輸出電壓和外電路的情況有關(guān)。電流源：輸出電流i是由其本身所確定的定值，與輸出電壓和外電路的情況無關(guān)。輸出電壓u不是定值，與輸出電流和外電路的情況有關(guān)。(a)電壓源特性曲線(b)電壓源圖形符號(c)電流源特性曲線(d)電流源圖形符號圖1.8電源特性曲線和圖形符號16任務(wù)1－2直流電路應(yīng)用1.2.1知識準(zhǔn)備5．電壓源和電流源任務(wù)1－2直流電路應(yīng)用

1.2.2直流電路分析1.基爾霍夫電流定律（KCL）基爾霍夫電流定律（KCL）：在任一時刻，流入任一個節(jié)點(diǎn)的電流這和等于從該節(jié)點(diǎn)流出的電流之和。【例1.1】列出圖1.10的電流方程。假定流入結(jié)點(diǎn)的電流前取正號，流出結(jié)點(diǎn)的電流前取負(fù)號。根據(jù)KVL定律有：結(jié)點(diǎn)aI1＋I(xiàn)2＝I3這是一個方程結(jié)點(diǎn)bI1＋I(xiàn)2＝I3結(jié)論：有兩個結(jié)點(diǎn)的電路獨(dú)立的結(jié)點(diǎn)電流方程是一個，那么對于有n個結(jié)點(diǎn)的電路獨(dú)立的結(jié)點(diǎn)電流方程是n-1個。

圖1.9兩電源電路圖1.10標(biāo)有回路參考方向的兩電源電路17任務(wù)1－2直流電路應(yīng)用1.2.2直流電路分析1.基爾霍夫電任務(wù)1－2直流電路應(yīng)用

1.2.2直流電路分析2．基爾霍夫電壓定律（KVL）

在任一時刻，電路中任一閉合回路內(nèi)電位升的代數(shù)和等于電壓降的代數(shù)和。所謂回路是指由電路元件組成的閉合路徑稱為回路。圖1.9中有adbca、aebda和aebca三個回路。未被其他支路分割的單孔回路稱為網(wǎng)孔。有adbca、aebda兩個網(wǎng)孔。對回路adbca由于電位的單值性，從a點(diǎn)出發(fā)沿回路環(huán)行一周又回到a點(diǎn)，電位的變化應(yīng)為零。US2＋U1＝US1＋U2

圖1.9兩電源電路圖1.10標(biāo)有回路參考方向的兩電源電路18任務(wù)1－2直流電路應(yīng)用1.2.2直流電路分析2．基爾霍夫電任務(wù)1－2直流電路應(yīng)用

1.2.2直流電路分析3．支路電流法

支路電流法解題的一般步驟：

圖1.11支路電流法（1）確定支路數(shù)，選擇各支路電流的參考方向。（2）確定結(jié)點(diǎn)數(shù)，列出獨(dú)立的結(jié)點(diǎn)電流方程式。利用KCL列出結(jié)點(diǎn)方程式:結(jié)點(diǎn)a:I1＋I(xiàn)2＝I3（3）確定余下所需的方程式數(shù)，列出獨(dú)立的回路電壓方程式。網(wǎng)孔的回路參考方向如圖，列出回路方程式:右網(wǎng)孔

:R1I1＋R3I3＝E1左網(wǎng)孔

:R2I2＋R3I3＝E2（4）解聯(lián)立方程式，求出各支路電流的數(shù)值。解出I1、I2和I319任務(wù)1－2直流電路應(yīng)用1.2.2直流電路分析3．支路電流法任務(wù)1－3交流電路應(yīng)用知識分布網(wǎng)絡(luò)

交流電路應(yīng)用正弦交流電基本概念交流電路分析單一元件的交流電路R、L、C混合電路功率因數(shù)的提高正弦交流電三要素正弦量的相量表示法三相交流電路20任務(wù)1－3交流電路應(yīng)用知識分布網(wǎng)絡(luò)交流電路應(yīng)用正1.3.1正弦交流電基本概念1.正弦交流電的三要素

圖1.13正弦交流電三要素1）周期（T）與頻率（f）正弦量變化一次所需的時間稱為周期T。每秒變化的次數(shù)稱為頻率f，它的單位是赫茲（Hz）。頻率與周期之間具有倒數(shù)關(guān)系，即2）幅值（Im）與有效值正弦量在任一瞬時的值稱為瞬時值，用小寫字母表示，如i、u及e分別表示電流、電壓及電動勢的瞬時值。瞬時值中最大的稱為幅值，用帶下標(biāo)m的字母來表示，如Im、Um及Em分別表示電流、電壓及電動勢的幅值。，3）初相位（φ）

正弦量是隨時間而變化的，對于一個正弦量所取的計時起點(diǎn)不同，正弦量的初始值（當(dāng)t=0時的值）也就不同，到達(dá)幅值或某一特征值的時間也就不同。任務(wù)1－3交流電路應(yīng)用211.3.1正弦交流電基本概念1.正弦交流電的三要素1.3.1正弦交流電基本概念1.正弦交流電的三要素

圖1.14正弦交流電的同相和反相當(dāng)

1大于（或小于）

2時，我們說i1的變化超前（或滯后）于i2；圖1.14正弦交流電的同相和反相當(dāng)

1

2=0°時，即

=0時，i1和i2具有相同的初相位，即同相；當(dāng)

1

2=180°時，即

=180°，i1和i2的相位相反，即反相。如圖1.14所示，i1和i2具有相同的初相位，相位差為0°；i1、i2與i3反相，相位差為180°。任務(wù)1－3交流電路應(yīng)用221.3.1正弦交流電基本概念1.正弦交流電的三要素1.3.2單一元件的交流電路

電阻元件、電感元件、電容元件都是組成電路模型的理想元件。所謂理想，就是突出其主要性質(zhì)，而忽略其次要因素。電阻元件具有消耗電能的電阻性，電感元件突出其電感性，電容元件突出其電容性。電阻元件是耗能元件，后兩者是儲能元件。任務(wù)1－3交流電路應(yīng)用231.3.2單一元件的交流電路電阻元件、電感元1.3.3R、L、C混合電路

圖1.16電阻、電感與電容串聯(lián)的交流電路根據(jù)克希荷夫電壓定律可列出

設(shè)電流為參考正弦量，則

電壓三角形阻抗三角形

功率三角形

任務(wù)1－3交流電路應(yīng)用241.3.3R、L、C混合電路圖1.16電1.3.4功率因數(shù)的提高

并聯(lián)電容器后按照供電規(guī)則，高壓供電的工業(yè)企業(yè)平均功率因數(shù)不低于0.90。提高功率因數(shù)常用的方法就是與電感性負(fù)載并聯(lián)靜電電容器（設(shè)置在用戶或變電所中），其電路圖和相量圖如圖1.20所示。圖1.20感性負(fù)載并聯(lián)電容提高功率因數(shù)

從相量圖上可見，并聯(lián)電容器以后，線路電流減小，功率損耗也就降低了。并聯(lián)電容的大小可由公式?jīng)Q定，即具體提高功率因數(shù)的方法主要有：一是使電動機(jī)、變壓器接近滿載運(yùn)行（電動機(jī)空載時，cos

=0.2～0.3，滿載時cos

=0.83～0.85）；二是在感性負(fù)載的兩端并聯(lián)電容。任務(wù)1－3交流電路應(yīng)用251.3.4功率因數(shù)的提高并聯(lián)電容器后按照供1.3.4功率因數(shù)的提高

【例1.6】已知一臺變壓器的次級電壓為U2e=220V，電流為I2e=100A，試分析：（1）當(dāng)cos

=0.6時，該變壓器能帶動幾臺Ue=220V，P=2.2kW的電動機(jī)；（2）當(dāng)cos

=0.9時，該變壓器能帶動幾臺Ue=220V，P=2.2kW的電動機(jī)。解：（1）當(dāng)cos

=0.6時，每臺電動機(jī)取用的電流是該變壓器能帶動的電動機(jī)數(shù)是：（2）當(dāng)cos

=0.9時，每臺電動機(jī)取用的電流是該變壓器能帶動的電動機(jī)數(shù)是：由此可見，同樣的電源，通過提高負(fù)載的功率因數(shù)，可以較大幅度地提高其利用率，減少設(shè)備的投入和線路的損耗。任務(wù)1－3交流電路應(yīng)用261.3.4功率因數(shù)的提高【例1.6】已知一1.3.5三相交流電路

三相電源的星形連接如圖1.21所示，即將三個末端連接在一起，這一連接點(diǎn)稱為中點(diǎn)或零點(diǎn)，用N表示，這種連接方法稱為星形連接。從中點(diǎn)引出的導(dǎo)線稱為中線，從始端U1、V1、W1引出的三根導(dǎo)線稱為相線或端線，俗稱火線。每相始端與末端間的電壓，亦即火線與中線間的電壓，稱為相電壓，其有效值用UL1、UL2、UL3或一般地用UP表示。任意兩始端間的電壓，即兩火線間的電壓，稱為線電壓，其有效值用UL1L2、UL2L3、UL3L1或一般地用UL表示。三相電源的相電壓和線電壓都是對稱的，在相位上相電壓超前線電壓30°。至于線電壓和相電壓在大小上的關(guān)系為：任務(wù)1－3交流電路應(yīng)用271.3.5三相交流電路三相電源的星形連接如1.3.5三相交流電路

分別接在各相電路上的三組單相負(fù)載也可以組成三相負(fù)載。三相負(fù)載的阻抗相同（幅值相等，阻抗角相等）則稱為三相對稱負(fù)載，否則均稱為不對稱負(fù)載。三相負(fù)載有兩種連接方法，如圖1.22所示。任務(wù)1－3交流電路應(yīng)用281.3.5三相交流電路分別接在各相電路上的1.3.5三相交流電路

負(fù)載的各種連接方法電流、電壓、相位角、功率等參數(shù)各有其特點(diǎn)，具體特點(diǎn)如表1.4所示。

任務(wù)1－3交流電路應(yīng)用291.3.5三相交流電路負(fù)載的各種連接方法電1.3.5三相交流電路

【例1.7】如圖1.23所示，有三相對稱負(fù)載，每相負(fù)載由電阻R和電感L構(gòu)成，R=6

，L=25.5mH。負(fù)載為連接，電源的UL=380V，f=50Hz。畫出電路圖并求每相負(fù)載的電流IP和電路取用的總功率P。解：如圖1.17所示，由線電壓和相電壓之間的關(guān)系得到而阻抗計算為所以又故而任務(wù)1－3交流電路應(yīng)用301.3.5三相交流電路【例1.7】如圖1.1.3.5三相交流電路

【例1.8】如圖1.24所示，某三相不對稱負(fù)載做連接的電阻電路中，各相電阻分別是RA=RB=22

，RC=11

。已知電源的線電壓為380V。求相電流、線電流和中線電流。解：參見圖示1.18（a）得到每相所承受的相電壓為：各相電流為：各相的線電流等于同相的相電流。純電阻電路的電流和電壓同相位，故三相電流之間的相位差依次為120°。用相量疊加法得到中線電流的值為10A，相位與UC同相位，如圖1.28（b）所示。任務(wù)1－3交流電路應(yīng)用311.3.5三相交流電路【例1.8】如圖1.1.3.5三相交流電路

【例1.9】圖1.25為由白熾燈組成的三相不對稱負(fù)載電路。A負(fù)載為兩個220V、60W的燈泡，B相為6個220V、60W的燈泡。試分析中線斷開，C相負(fù)載開路和短路時，A相和B相負(fù)載的電壓變化情況。解：中線斷開，C相開路時，RA和RB串聯(lián)后接在UAB上。因?yàn)樗裕╒）（V）中線斷開，C相負(fù)載短路時，A相和B相分別接到UBC、UCA上，均承受380V的電壓，燈泡很快燒壞。可見中線一旦斷開，線電壓雖然仍然對稱，但中線電流無法通過，各相負(fù)載所對應(yīng)的對稱相電壓受到破壞，強(qiáng)迫負(fù)載改變原來工作狀態(tài)，這樣會使負(fù)載某一相（或兩相）的電壓升高，而另兩相（或一相）的電壓降低。嚴(yán)重時會使電壓升高相負(fù)載損壞，而電壓低的負(fù)載不能正常工作。任務(wù)1－3交流電路應(yīng)用321.3.5三相交流電路【例1.9】圖1.2任務(wù)1－4電子電路應(yīng)用知識分布網(wǎng)絡(luò)

33任務(wù)1－4電子電路應(yīng)用知識分布網(wǎng)絡(luò)33任務(wù)1－4電子電路應(yīng)用1.4.1常用半導(dǎo)體元器件

1、半導(dǎo)體二極管1）半導(dǎo)體二極管的結(jié)構(gòu)(a)點(diǎn)接觸型(b)面接觸型(c)圖形符號圖1.27二極管結(jié)構(gòu)和圖形符號2）二極管的特性圖1.28二極管導(dǎo)通和截止示意圖34任務(wù)1－4電子電路應(yīng)用1.4.1常用半導(dǎo)體元器件任務(wù)1－4電子電路應(yīng)用1.4.1常用半導(dǎo)體元器件

1、半導(dǎo)體二極管圖1.29二極管伏安特性曲線二極管的外加電壓與電流的關(guān)系可用伏安特性曲線表示，如圖1.29所示。當(dāng)正向電壓很低時，二極管呈現(xiàn)高電阻值。當(dāng)正向電壓超過二極管開啟電壓Uon時，二極管呈現(xiàn)低電阻值，處于正向?qū)ǖ臓顟B(tài)。開啟電壓與二極管的材料和工作溫度有關(guān)，通常硅管的開啟電壓為0．5v，鍺管為0．3V，二極管導(dǎo)通后，二極管兩端的導(dǎo)通壓降很低，硅管為0．5～0．7V，鍺管為0．2～0．3V。當(dāng)二極管承受反向電壓時，在反向電壓小于擊穿電壓UBR時，反向電流極微小且基本保持不變。當(dāng)反向電壓增大到UBR時，反向電流突然增大，二極管呈現(xiàn)反向擊穿的現(xiàn)象。35任務(wù)1－4電子電路應(yīng)用1.4.1常用半導(dǎo)體元器件任務(wù)1－4電子電路應(yīng)用1.4.1常用半導(dǎo)體元器件

1、半導(dǎo)體二極管3）二極管的主要參數(shù)最大整流電流IDM：指二極管長期運(yùn)行時，允許通過的最大正向平均電流。其大小由PN結(jié)的結(jié)面積和外界散熱條件決定。這是二極管的重要參數(shù)．使用中不允許超過此值。最高反向工作電壓URM：指二極管長期安全運(yùn)行時所能承受的最大反向電壓值。手冊上一般取擊穿電壓的一半作為最高反向工作電壓值。反向電流IR：指二極管未擊穿時的反向電流。IR值越小，二極管的單向?qū)щ娦栽胶谩７聪螂娏麟S溫度的變化而變化較大，這一點(diǎn)要特別加以注意。36任務(wù)1－4電子電路應(yīng)用1.4.1常用半導(dǎo)體元器件任務(wù)1－4電子電路應(yīng)用1.4.1常用半導(dǎo)體元器件

1、半導(dǎo)體二極管4)特殊二極管37任務(wù)1－4電子電路應(yīng)用1.4.1常用半導(dǎo)體元器件任務(wù)1－4電子電路應(yīng)用1.4.1常用半導(dǎo)體元器件

1、半導(dǎo)體二極管5）二極管的應(yīng)用（1）整流電路(a)電路圖（b）波形圖38任務(wù)1－4電子電路應(yīng)用1.4.1常用半導(dǎo)體元器件任務(wù)1－4電子電路應(yīng)用1.4.1常用半導(dǎo)體元器件

1、半導(dǎo)體二極管5）二極管的應(yīng)用（2）濾波電路

(a)電路圖（b）波形圖39任務(wù)1－4電子電路應(yīng)用1.4.1常用半導(dǎo)體元器件任務(wù)1－4電子電路應(yīng)用1.4.1常用半導(dǎo)體元器件

1、半導(dǎo)體二極管5）二極管的應(yīng)用（3）穩(wěn)壓電路圖1.32穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路圖40任務(wù)1－4電子電路應(yīng)用1.4.1常用半導(dǎo)體元器件任務(wù)1－4電子電路應(yīng)用1.4.1常用半導(dǎo)體元器件

2、半導(dǎo)體三極管1）半導(dǎo)體三極管的結(jié)構(gòu)

圖1.33三極管結(jié)構(gòu)圖

圖1.34三極管圖形符號

為了保證三極管有電流放大作用，三極管在制造時有以下特點(diǎn)：基區(qū)很薄，一般只有幾微米到幾十微米厚，且摻雜濃度低。發(fā)射區(qū)摻雜濃度比基區(qū)和集電區(qū)高很多。集電結(jié)的面積比發(fā)射結(jié)大。41任務(wù)1－4電子電路應(yīng)用1.4.1常用半導(dǎo)體元器件任務(wù)1－4電子電路應(yīng)用1.4.1常用半導(dǎo)體元器件

2、半導(dǎo)體三極管2）三極管的特性三極管的特性是具有電流放大作用。三極管要實(shí)現(xiàn)放大作用，需要具備的工作條件是：發(fā)射結(jié)加上正向偏置電壓，集電結(jié)加上反向偏置電壓，如圖1.35所示。

（a）NPN型（b）PNP型圖1.35三極管的工作電路當(dāng)三極管具備上述工作條件時，三極管的三個電極的電流有如下規(guī)律：三極管各極之間的電流分配關(guān)系為，故。三極管的集電極電流IC稍小于IE，但遠(yuǎn)大于IB。IC與IB的比值在一定范圍內(nèi)基本保持不變，這個常數(shù)稱為晶體管的電流放大倍數(shù)，用表示，即42任務(wù)1－4電子電路應(yīng)用1.4.1常用半導(dǎo)體元器件任務(wù)1－4電子電路應(yīng)用1.4.1常用半導(dǎo)體元器件

2、半導(dǎo)體三極管2）三極管的特性

(a)輸入特性曲線(b)輸出特性曲線圖1.36晶體管的伏安特性曲線3）三極管的主要參數(shù)電流放大倍數(shù)：，該值的大小反映了三極管的電流放大能力。可分為直流放大倍數(shù)和交流放大倍數(shù)。穿透電流ICEO：是指基極開路時，集電極與發(fā)射極之間的反向電流。集射極反向擊穿電壓UCEO（BR）：基極開路時，加在集電極和發(fā)射極之間的最大允許電壓。集電極最大電流ICM：集電極電流IC超過一定數(shù)值時，三極管的值將顯著下降。集電極最大允許功耗PCM：集電結(jié)最大允許承受的功率。43任務(wù)1－4電子電路應(yīng)用1.4.1常用半導(dǎo)體元器件任務(wù)1－4電子電路應(yīng)用1.4.1常用半導(dǎo)體元器件

2、半導(dǎo)體三極管4）三極管在放大電路中的應(yīng)用

放大電路圖1.37放大電路作用框圖圖1.38共發(fā)射極放大電路組成及工作原理圖工作原理：需放大的信號電壓

ui通過C1轉(zhuǎn)換為放大電路的輸入電流，與基極偏流疊加后加到晶體管的基極，基極電流iB的變化通過晶體管的以小控大作用引起集電極電流

iC變化，即iC=βiB；iC通過RC使電流的變化轉(zhuǎn)換為電壓的變化，即：

uCE=UCC-iCRC，uo=iCRC；由這兩個公式可以看出當(dāng)

iC增大時，uCE就減小，所以

uCE的變化正好與

iC相反，這就是它們反相的原因，同時uCE經(jīng)過C2濾掉了直流成分，耦合到輸出端的交流成分即為輸出電壓u0。若電路參數(shù)選取適當(dāng)，u0的幅度將比

ui

幅度大很多，亦即輸入的微弱小信號ui

被放大了，這就是放大電路的工作原理。44任務(wù)1－4電子電路應(yīng)用1.4.1常用半導(dǎo)體元器件任務(wù)1－4電子電路應(yīng)用1.4.1常用半導(dǎo)體元器件

2、半導(dǎo)體三極管4）三極管在放大電路中的應(yīng)用

【例1.12】某放大電路如圖1.39所示，電路中RC=4kΩ,Rb=300kΩ,RL=4kΩ,三極管放大放大倍數(shù)β=50，請分析該放大電路并畫出它的直流通路，求靜態(tài)工作點(diǎn)，畫出其交流通路，計算其電壓放大倍數(shù)、輸入輸出電阻。放大電路分析中要分兩種工作狀態(tài)進(jìn)行，一是靜態(tài)工作狀態(tài)，二是動態(tài)工作狀態(tài)。圖1.39例1.12電路圖

圖1.40直流通路（1）靜態(tài)工作情況靜態(tài)時，三極管的IB、IC、UCE稱為該放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)。靜態(tài)工作點(diǎn)的這三個量的大小是可